JP6831311B2 - ガス供給装置、およびガス供給装置の運転開始方法 - Google Patents

ガス供給装置、およびガス供給装置の運転開始方法 Download PDF

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Description

本発明は、ガスステーションのディスペンサへガスを供給するガス供給装置、および当該ガス供給装置の運転開始方法に関するものである。
近年、燃料電池自動車や水素自動車等の水素ガスを利用する車両の開発が行われており、これに伴って当該車両のタンクに水素ガスを充填するための水素ステーションが普及されつつある。このような水素ステーションの一例として、特許文献１には、水素ガスを供給するガス供給システムと、ガス供給システムから供給される水素ガスを所定のプロトコルに従って車両のタンクに供給するディスペンサと、を備えた水素ステーションが記載されている。このような水素ステーションでは、ディスペンサから吐出される水素ガスは、所定の温度まで冷却した状態で車両のタンクへ供給する必要がある。このため、特許文献１のガス供給システムは、ディスペンサにおける水素ガスを冷却するための冷媒が流れる冷媒流路と、当該冷媒流路を流れる冷媒を冷却するための冷凍機と、を有している。これにより、ディスペンサにおける水素ガスは、冷媒流路を流れる冷媒によって所定の温度まで冷却された状態で車両のタンクへ供給されることになる。
特開２０１５−１５８２１３号公報
ところで、特許文献１の水素ステーションが停止されると、冷凍機も停止されるため、外部入熱によって冷媒流路の冷媒の温度が上昇することになる。このため、当該水素ステーションを再び起動する際には、ディスペンサから車両へ水素ガスを供給する前に、冷媒流路を流れる冷媒を所定の温度まで冷却する必要がある。この場合、例えば、冷凍機を起動することにより冷媒流路を流れる冷媒を所定の温度まで冷却した後に、ディスペンサから車両へ水素ガスが供給可能となるように水素ステーションを起動することが考えられる。しかしながら、このような方法によって水素ステーションを起動する場合、冷凍機による冷媒の冷却に時間がかかり、当該起動までに要する時間が長くなる虞がある。
本発明は、上記の点を鑑みてなされたものであり、その目的は、ガスステーションの起動に要する時間を抑えることができるガス供給装置、およびガス供給装置の運転開始方法を提供することにある。
本発明に係るガス供給装置は、ガスステーションのディスペンサへガスを供給するガス供給装置であって、前記ディスペンサへ供給するガスを貯留する蓄圧器と、前記ディスペンサから吐出される前のガスを冷却するための不凍性のブライン液である冷媒が流れる冷媒流路と、前記冷媒を冷却可能な冷凍機と、液化窒素、液化酸素、液化アルゴン又は液化水素である液化ガスの潜熱によって前記冷媒を冷却可能な冷却装置と、前記ガスステーションの起動に際して、前記冷却装置を起動する制御を行った後、前記ディスペンサから吐出されるガスが前記冷媒によって冷却されるように前記冷媒流路の冷媒が冷却されていることを判断するための条件として予め設定された条件を満たしたときに、前記冷却装置を停止しつつ前記冷凍機を起動する制御を行う制御部と、を備える。
上記のガス供給装置では、ガスステーションの起動に際して、制御部は、まず冷却装置を起動する制御を行う。これによって、冷却装置は、冷媒流路の冷媒と液化ガスとの熱交換によって気化した液化ガスの潜熱により、冷媒の温度を素早く下げることができる。このため、上記のガス供給装置では、ディスペンサから吐出される前のガスを十分に冷却することができる程度まで冷媒の温度を下げるのに要する時間が短く、ガスステーションの起動に要する時間を抑えることができる。しかも、上記のガス供給装置は、冷却装置に加えて冷凍機を備えており、制御部は、冷却装置を起動する制御を行った後、予め設定された条件を満たしたときに冷却装置を停止しつつ冷凍機を起動する制御を行う。ここで、予め設定された条件とは、例えば、冷却装置を起動してからの経過時間や冷媒流路に設けられた温度センサＴ１の検知温度などによって判定される条件であり、当該条件を満たすまで冷媒流路を流れる冷媒が冷却装置によって冷却されることになる。すなわち、上記のガス供給装置では、前記予め設定された条件を満たすことにより、冷媒流路を流れる冷媒がディスペンサから吐出される前のガスを十分に冷却することができる程度まで冷却されたと判断される場合に、冷却装置を停止しつつ冷凍機を起動する。これにより、ガスステーションの起動後は、冷凍機のみによって冷媒流路を流れる冷媒が冷却されることになり、冷却装置への液化ガスの供給流量を抑えることができる。
本発明に係るガス供給装置は、ガスステーションのディスペンサへガスを供給するガス供給装置であって、前記ディスペンサへ供給するガスを貯留する蓄圧器と、前記ディスペンサから吐出される前のガスを冷却するための不凍性のブライン液である冷媒が流れる冷媒流路と、前記冷媒を冷却可能な冷凍機と、液化窒素、液化酸素、液化アルゴン又は液化水素である液化ガスの潜熱によって前記冷媒を冷却可能な冷却装置と、前記ガスステーションの起動に際して、前記冷却装置および前記冷凍機を起動する制御を行った後、前記ディスペンサから吐出されるガスが前記冷媒によって冷却されるように前記冷媒流路の冷媒が冷却されていることを判断するための条件として予め設定された条件を満たしたときに、前記冷却装置を停止する制御を行う制御部と、を備える。
上記のガス供給装置では、ガスステーションの起動に際して、制御部は、まず冷却装置および冷凍機を起動する制御を行う。これにより、冷媒流路を流れる冷媒は、冷凍機によって冷却されつつ、冷却装置における液化ガスの潜熱によってさらに冷却されることになる。このため、上記のガス供給装置では、ディスペンサから吐出される前のガスを十分に冷却することができる程度まで冷媒の温度を下げるのに要する時間が短く、ガスステーションの起動に要する時間を抑えることができる。しかも、制御部は、冷却装置および冷凍機を起動する制御を行った後、予め設定された条件を満たしたときに冷却装置を停止する制御を行う。すなわち、上記のガス供給装置では、前記予め設定された条件を満たすことにより、冷媒流路を流れる冷媒がディスペンサから吐出される前のガスを十分に冷却することができる程度まで冷却されたと判断される場合に、冷却装置を停止する。これにより、ガスステーションの起動後は、冷凍機のみによって冷媒流路を流れる冷媒が冷却されることになり、冷却装置への液化ガスの供給流量を抑えることができる。
前記冷媒流路は、前記冷媒を貯留可能な冷媒タンクを有し、前記冷却装置は、前記液化ガスが流れる液化ガス流路を有し、前記液化ガス流路は、前記冷媒と前記液化ガスとの熱交換を行う熱交換部と、前記熱交換部において前記液化ガスが気化することにより発生したガスが前記冷媒タンクに流入するように前記熱交換部と前記冷媒タンクとを繋ぐタンク導入部と、を含むことが好ましい。
上記のガス供給装置では、熱交換部において、冷媒と液化ガスとの熱交換によって当該液化ガスから発生したガスは、タンク導入部を通じて冷媒タンクに流入することになる。このため、上記のガス供給装置では、ガスステーションの起動の際に冷媒を冷却するための液化ガスを用いて、冷媒タンク内の冷媒が空気に触れる可能性を低減できる。これにより、冷媒の腐食を防止することができる。
上記のガス供給装置は、前記冷媒流路に繋がるポンプをさらに備え、前記冷媒流路は、前記冷媒を貯留可能な冷媒タンクを有し、前記冷却装置は、前記液化ガスが流れる液化ガス流路を有し、前記液化ガス流路は、前記冷媒と前記液化ガスとの熱交換を行う熱交換部と、前記熱交換部において前記液化ガスが気化することにより発生したガスが前記ポンプのケーシング内に流入するように前記熱交換部と前記ポンプとを繋ぐポンプ導入部と、を含むことが好ましい。
ポンプのケーシングは、当該ポンプの内部を通過する冷媒によって所定の温度に冷却されているため、当該ポンプのケーシング内に空気が入り込むと、結露が生じる虞がある。そこで、上記のガス供給装置では、液化ガス流路の熱交換部において冷媒と液化ガスとの熱交換によって発生したガスを当該液化ガス流路のポンプ導入部を通じてポンプに流入させ、これによりポンプのケーシング内に空気が入り込む可能性を低減している。これにより、ポンプのケーシングにおける結露の発生を防止することができる。
本発明に係るガス供給装置の運転開始方法は、ガスステーションのディスペンサへ供給するガスを貯留する蓄圧器と、前記ディスペンサから吐出される前のガスを冷却するための不凍性のブライン液である冷媒が流れる冷媒流路と、前記冷媒を冷却可能な冷凍機と、液化窒素、液化酸素、液化アルゴン又は液化水素である液化ガスの潜熱によって前記冷媒を冷却可能な冷却装置と、を備えるガス供給装置の運転開始方法であって、前記冷却装置を起動した後、前記ディスペンサから吐出されるガスが前記冷媒によって冷却されるように前記冷媒流路の冷媒が冷却されていることを判断するための条件である所定の条件を満たしたときに、前記冷却装置を停止しつつ前記冷凍機を起動する。
上記のガス供給装置の運転開始方法では、冷却装置を起動することによって、当該冷却装置における液化ガスの潜熱を用いて冷媒流路の冷媒の温度を素早く下げることができる。このため、上記のガス供給装置の運転開始方法では、ディスペンサから吐出される前のガスを十分に冷却することができる程度まで冷媒の温度を下げるのに要する時間が短く、ガスステーションの起動に要する時間を抑えることができる。しかも、上記のガス供給装置の運転開始方法では、冷却装置を起動した後、所定の条件を満たしたときに冷却装置を停止するともに冷凍機を起動する。ここで、所定の条件を満たすか否かは、例えば、冷却装置を起動してからの経過時間が所定時間経過したか否か、あるいは冷媒流路を流れる冷媒の温度が所定温度に達したか否かなどによって判断される。すなわち、上記のガス供給装置の運転開始方法では、冷却装置を起動した後所定の条件を満たすことにより、冷媒流路を流れる冷媒がディスペンサから吐出される前のガスを十分に冷却することができる程度まで冷却された状態で、冷却装置を停止しつつ冷凍機を起動し、これによりガスステーションの起動後における冷媒の冷却を冷凍機のみによって行うことができる。このため、上記のガス供給装置の運転開始方法では、冷却装置への液化ガスの供給流量を抑えることができる。
本発明に係るガス供給装置の運転開始方法は、ガスステーションのディスペンサへ供給するガスを貯留する蓄圧器と、前記ディスペンサから吐出される前のガスを冷却するための不凍性のブライン液である冷媒が流れる冷媒流路と、前記冷媒を冷却可能な冷凍機と、液化窒素、液化酸素、液化アルゴン又は液化水素である液化ガスの潜熱によって前記冷媒を冷却可能な冷却装置と、を備えるガス供給装置の運転開始方法であって、前記冷却装置および前記冷凍機を起動した後、前記ディスペンサから吐出されるガスが前記冷媒によって冷却されるように前記冷媒流路の冷媒が冷却されていることを判断するための条件である所定の条件を満たしたときに、前記冷却装置を停止する。
上記のガス供給装置の運転開始方法では、冷却装置および冷凍機を起動することによって、冷媒流路の冷媒を冷凍機によって冷却することができるとともに冷却装置における液化ガスの潜熱によっても冷却することができる。このため、上記のガス供給装置の運転開始方法では、ディスペンサから吐出される前のガスを十分に冷却することができる程度まで冷媒の温度を下げるのに要する時間が短く、ガスステーションの起動に要する時間を抑えることができる。しかも、上記のガス供給装置の運転開始方法では、冷却装置を起動した後、所定の条件を満たしたときに冷却装置を停止する。すなわち、上記のガス供給装置の運転開始方法では、冷却装置および冷凍機を起動した後所定の条件を満たすことにより、冷媒流路を流れる冷媒がディスペンサから吐出される前のガスを十分に冷却することができる程度まで冷却された状態で、冷却装置を停止し、これによりガスステーションの起動後における冷媒の冷却を冷凍機のみによって行うことができる。このため、上記のガス供給装置の運転開始方法では、冷却装置への液化ガスの供給流量を抑えることができる。
以上説明したように、本発明によれば、ガスステーションの起動に要する時間を抑えることができるガス供給装置、およびガス供給装置の運転開始方法を提供することができる。
第１の実施形態に係るガス供給装置の構成を示す概略図である。 第１の実施形態に係るガス供給装置の冷媒タンクの構成を示す概略図である。 第１の実施形態に係るガス供給装置の運転開始手順を示すフロー図である。 第２の実施形態に係るガス供給装置の運転開始手順を示すフロー図である。 第３の実施形態に係るガス供給装置の構成を示す概略図である。 第３の実施形態に係るガス供給装置の冷媒タンクの構成を示す概略図である。 第４の実施形態に係るガス供給装置の構成を示す概略図である。 第５の実施形態に係るガス供給装置の構成を示す概略図である。
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。但し、以下で参照する各図は、説明の便宜上、本実施形態に係る水素ステーション１０の構成要素のうち主要な構成要素のみを簡略化して示したものである。したがって、本実施形態に係る水素ステーション１０は、本明細書が参照する各図に示されていない任意の構成要素を備え得る。
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係る水素ステーション１０の構成の概略を示す図である。水素ステーション１０は、ガス供給装置２と、充填設備であるディスペンサ１１と、を備える。
ガス供給装置２は、水素ガスを圧縮して圧縮ガスを生成し、当該圧縮ガスをディスペンサ１１へ供給する。本実施形態では、図１に示すように、ガス供給装置２にはガス製造装置１２において製造された水素ガスが供給され、当該水素ガスを圧縮して圧縮ガスを生成することになる。
なお、ガス供給装置２に水素ガスを供給する供給源は、ガス製造装置１２でなくともよく、例えば水素ガスを貯留したタンク部材からガス供給装置２に水素ガスを供給してもよい。
また、本実施形態では、ガス供給装置２が水素ステーション１０の構成要素である例を示すため、ガス製造装置１２は水素ガスを製造しガス供給装置２へ供給するものであるが、これに限らない。ガス製造装置１２は、水素ガス以外の液化ガスを製造する装置であってもよいし、液化ガス以外のガスを製造する装置であってもよい。
また、本実施形態では、ガス製造装置１２は、水素ステーション１０とは独立した装置であるが、これに限らない。水素ステーション１０がガス製造装置１２を備えていてもよい。
ディスペンサ１１は、ガス供給装置２からに供給される水素ガスを受け入れる設備である。水素ステーション１０に搬入された車両１３のタンクには、ディスペンサ１１を通じて水素ガスが充填される。車両（タンク搭載装置）１３は、例えば燃料電池車である。
ガス供給装置２は、流入側流路２１１と、流入側弁部材２１２と、圧縮機２２と、流出側流路２３１と、流出側弁部材２３２ａ〜２３２ｃと、蓄圧器２４１〜２４３と、供給路２５１と、供給路弁部材２５２ａ〜２５２ｃと、冷却ユニット２６と、制御部２７と、を備えている。以下では、各構成部材について順に説明する。
流入側流路２１１は、ガス製造装置１２において製造された水素ガスが流入する流路である。流入側流路２１１は、ガス製造装置１２と圧縮機２２の吸込側とを繋いでいる。
流入側弁部材２１２は、ガス製造装置１２から圧縮機２２への水素ガスの供給流量を調整する弁である。流入側弁部材２１２は、流入側流路２１１の中間部分に取り付けられている。本実施形態では、流入側弁部材２１２は、圧縮機２２の吸込側の圧力を所定の圧力に保つための減圧弁である。
圧縮機２２は、吸込側から流入した水素ガスを圧縮して圧縮ガスを生成する。圧縮機２２は、例えばモータと圧縮部とを有しており、モータの回転に応じて駆動される圧縮部が流入側流路２１１の水素ガスを吸い込む。なお、圧縮機２２には、好ましくは往復動圧縮機（レシプロ圧縮機）が採用されるが、その他のタイプの圧縮機、例えばスクリュー圧縮機であってもよい。
流出側流路２３１は、圧縮機２２において生成された水素ガスの圧縮ガスを蓄圧器２４１〜２４３へ送る流路である。流出側流路２３１は、共通路２３１ａと、個別路２３１ｂ〜２３１ｄと、を有している。共通路２３１ａは、圧縮機２２の吐出側に繋がっている。個別路２３１ｂ〜２３１ｄは、共通路２３１ａと後述する蓄圧器２４１〜２４３とをそれぞれ繋いでいる。圧縮機２２から共通路２３１ａおよび個別路２３１ｂ〜２３１ｄを通じて蓄圧器２４１〜２４３に吐出された水素ガスは、蓄圧器２４１〜２４３のそれぞれに一時的に貯留されることになる。
流出側弁部材２３２ａ〜２３２ｃは、圧縮機２２から吐出される水素ガスを蓄圧器２４１〜２４３のうちいずれの蓄圧器に供給するかを切り替えるための弁である。流出側弁部材２３２ａ〜２３２ｃは、個別路２３１ｂ〜２３１ｄのそれぞれに取り付けられている。流出側弁部材２３２ａ〜２３２ｃは、個別路２３１ｂ〜２３１ｄを開閉可能である。
蓄圧器２４１〜２４３は、水素ガスを内部に貯留可能な容器である。蓄圧器２４１〜２４３は、それぞれ同じ設計圧力（例えば８２ＭＰａ）に設計されている。なお、本実施形態では、ガス供給装置２は蓄圧器２４１〜２４３の３つの蓄圧器を有しているが、これに限らず、蓄圧器の数は任意である。
供給路２５１は、蓄圧器２４１〜２４３に貯留された水素ガスをディスペンサ１１へ送る流路である。供給路２５１は、個別路２３１ｂ〜２３１ｄのうち流出側弁部材２３２ａ〜２３２ｃよりも蓄圧器２４１〜２４３側（下流側）の部位にそれぞれ繋がる複数の個別路２５１ａ〜２５１ｃと、当該各個別路２５１ａ〜２５１ｃが繋がるとともにディスペンサ１１へ延びる供給路２５１と、を含む。
供給路弁部材２５２ａ〜２５２ｃは、蓄圧器２４１〜２４３のうちいずれの蓄圧器からディスペンサ１１へ水素ガスを供給するかを切り替えるための弁である。供給路弁部材２５２ａ〜２５２ｃは、供給路２５１の各個別路２５１ａ〜２５１ｃに取り付けられており、当該各個別路２５１ａ〜２５１ｃを開閉可能である。
冷却ユニット２６は、ディスペンサ１１から吐出される前の水素ガスを冷却する役割を有する。ディスペンサ１１から車両１３のタンクへ水素ガスを供給する際には、ディスペンサ１１は、所定のプロトコルに従って、冷却ユニット２６により所定温度に冷却された水素ガスを吐出することになる。
冷却ユニット２６は、冷媒流路２６１と、ポンプ２６２と、冷凍機２６３と、冷却装置２６４と、を有している。
冷媒流路２６１は、ディスペンサ１１から吐出される前の水素ガスを冷却するための冷媒が流れる流路である。冷媒流路２６１を流れる冷媒は、例えば、不凍性のブライン液である。
冷媒流路２６１は、循環路２６１ａと、冷媒タンク２６１ｂと、を備えている。循環路２６１ａは、冷媒が循環可能なように環状に形成された流路である。冷媒タンク２６１ｂは、循環路２６１ａの途中に設けられており、当該循環路２６１ａを循環する冷媒の一部が貯留される。
ポンプ２６２は、冷媒流路２６１内の冷媒を圧送することにより、当該冷媒を循環させる。ポンプ２６２は、循環路２６１ａに設けられている。
ここで、冷媒流路２６１の循環路２６１ａには、温度センサＴ１が取り付けられている。温度センサＴ１は、冷媒流路２６１を循環する冷媒の温度を検知するセンサである。なお、温度センサＴ１は、冷媒流路２６１の冷媒タンク２６１ｂに取り付けられていてもよい。
また、ディスペンサ１１には、熱交換器Ａ１が内蔵されており、供給路２５１の共通路２５１ｄと、冷媒流路２６１の循環路２６１ａとは、当該熱交換器に接続されている。すなわち、熱交換器Ａ１では、供給路２５１の共通路２５１ｄを流れる水素ガスと、冷媒流路２６１の循環路２６１ａを流れる冷媒とが互いに混合すること無く流れ、当該水素ガスと当該冷媒とが熱交換されるように構成されている。これにより、ディスペンサ１１内において、供給路２５１を流れる水素ガスは、循環路２６１ａを流れる冷媒と熱交換を行い、所定温度まで冷却されることになる。
なお、本実施形態では、循環路２６１ａの一部がディスペンサ１１内に配置されることにより、当該ディスペンサ１１内において水素ガスと冷媒との熱交換が行われるが、これに限らない。例えば、ディスペンサ１１よりも上流側において、共通路２５１ｄを流れる水素ガスと循環路２６１ａを流れる冷媒との間で熱交換が行われるように、当該循環路２６１ａを配置してもよい。
冷凍機２６３は、冷媒流路２６１を流れる冷媒を冷却することが可能である。本実施形態では、図１に示すように、ガス供給装置２に内蔵された熱交換器Ａ２内に、冷凍機２６３の一部と冷媒流路２６１の循環路２６１ａとが接続されている。すなわち、熱交換器Ａ２では、冷凍機２６３を流れる冷却流体と、冷媒流路２６１の循環路２６１ａを流れる冷媒とが互いに混合すること無く流れ、当該冷却流体と当該冷媒とが熱交換されるように構成されている。このため、冷凍機２６３は、熱交換器Ａ１において水素ガスとの熱交換により温度が上昇した冷媒を、熱交換器Ａ２において冷却することが可能である。
冷却装置２６４は、冷媒流路２６１を流れる冷媒を液化ガスの潜熱によって冷却することが可能である。なお、ここでいう液化ガスとは、常温で気体である流体が、冷却されたり圧縮されたりすることにより液体となったものをいう。本実施形態では、冷却装置２６４は、窒素ガスの潜熱によって冷媒流路２６１を流れる冷媒を冷却可能に構成されている。なお、冷却装置２６４は、酸素ガスやアルゴンガス等の潜熱によって冷媒流路２６１を流れる冷媒を冷却可能に構成されてもよい。
冷却装置２６４は、液化ガスタンク２６５と、液化ガス流路２６６と、流量調整弁２６７と、を有している。
液化ガスタンク２６５は、液体窒素が貯留されるタンクである。
液化ガス流路２６６は、液化ガスタンク２６５に貯留された液体窒素が流出する流路である。液化ガス流路２６６は、熱交換部２６６ａと、タンク導入部２６６ｂと、タンク導出部２６６ｄと、ポンプ導入部２６６ｃと、ポンプ導出部２６６ｅと、排出部２６６ｆと、を含んでいる。
熱交換部２６６ａは、当該熱交換部２６６ａを流れる液体窒素と冷媒流路２６１を流れる冷媒との間で熱交換を行う部位である。熱交換部２６６ａは、液化ガスタンク２６５内の液体窒素が当該熱交換部２６６ａに流入可能なように、液化ガスタンク２６５に繋がっている。また、本実施形態では、図１に示すように、ガス供給装置２に内蔵された熱交換器Ａ３内に、熱交換部２６６ａと冷媒流路２６１の循環路２６１ａとが接続されている。すなわち、熱交換器Ａ３では、熱交換部２６６ａを流れる液化窒素と、冷媒流路２６１の循環路２６１ａを流れる冷媒とが互いに混合すること無く流れ、当該液体窒素と当該冷媒とが熱交換されるように構成されている。このため、熱交換部２６６ａは、液体窒素と冷媒との熱交換によって当該液体窒素が気化することによる潜熱を利用し、冷媒を冷却することが可能である。
タンク導入部２６６ｂは、熱交換部２６６ａにおいて液体窒素が気化することにより発生した窒素ガスを冷媒タンク２６１ｂに導入する部位である。タンク導入部２６６ｂは、一端が熱交換部２６６ａに繋がるとともに、他端が冷媒タンク２６１ｂに繋がっている。本実施形態では、図２に示すように、冷媒タンク２６１ｂの内部に所定量の冷媒が貯留されており、当該貯留された冷媒よりも上方に形成されたガス流入口２６１ｃを通じて窒素ガスが冷媒タンク２６１ｂに導入されるように、タンク導入部２６６ｂの他端がガス流入口２６１ｃに繋がっている。
タンク導出部２６６ｄは、冷媒タンク２６１ｂ内に導入された窒素ガスを冷媒流路２６１の外部に導出する部位である。本実施形態では、タンク導出部２６６ｄは、図２に示すように、冷媒タンク２６１ｂに貯留された冷媒よりも上方に設けられたガス流出口２６１ｄを通じて窒素ガスが冷媒タンク２６１ｂの外部に導出されるように、ガス流出口２６１ｄに繋がっている。なお、冷媒タンク２６１ｂが密閉構造でない場合には、タンク導出部２６６ｄはなくともよく、冷媒タンク２６１ｂの内部と外気とが通じる部位から窒素ガスが漏れ出るように構成してもよい。
ポンプ導入部２６６ｃは、熱交換部２６６ａにおいて液体窒素が気化することにより発生した窒素ガスをポンプ２６２のケーシング内に導入する部位である。本実施形態では、ポンプ導入部２６６ｃの一端は、タンク導入部２６６ｂの中間部分に繋がっており、ポンプ導入部２６６ｃの他端は、ポンプ２６２のケーシングに繋がっている。これにより、熱交換部２６６ａから流出した窒素ガスの一部は、タンク導入部２６６ｂを流れる途中においてポンプ導入部２６６ｃへ分岐し、ポンプ２６２のケーシング内へ流入することになる。
なお、ポンプ導入部２６６ｃの一端は、タンク導入部２６６ｂの中間部分に繋がっていなくともよく、例えば、熱交換部２６６ａに直接繋がっていてもよい。
ポンプ導出部２６６ｅは、ポンプ２６２のケーシング内に導入された窒素ガスを冷媒流路２６１の外部に導出する部位である。ポンプ導出部２６６ｅは、ポンプ２６２のケーシング内の窒素ガスを当該ケーシングの外部に導出するように、当該ケーシングに繋がっている。なお、ポンプ２６２のケーシングが密閉構造でない場合には、ポンプ導出部２６６ｅはなくともよく、当該ケーシングの内部と外気とが通じる部位から窒素ガスが漏れ出るように構成してもよい。
排出部２６６ｆは、熱交換部２６６ａにおいて発生する窒素ガスのうち、冷媒タンク２６１ｂおよびポンプ２６２のケーシングに導入される分を除く窒素ガスをガス供給装置２の外部に排出する部位である。排出部２６６ｆは、熱交換部２６６ａからタンク導入部２６６ｂへと流入した窒素ガスの一部を排出するように、当該タンク導入部２６６ｂに繋がっている。本実施形態では、排出部２６６ｆは、タンク導入部２６６ｂのうち、当該タンク導入部２６６ｂとポンプ導入部２６６ｃとの接続点よりも上流側の部位に繋がっている。
流量調整弁２６７は、当該流量調整弁２６７の開度を調整することにより、液化ガス流路２６６における窒素ガスの流量を調整する弁部材である。本実施形態では、流量調整弁２６７は、タンク導入部２６６ｂのうち、ポンプ導入部２６６ｃとタンク導入部２６６ｂとの接続点および排出部２６６ｆとタンク導入部２６６ｂとの接続点よりも上流側の部位に取り付けられている。これにより、流量調整弁２６７が全閉状態のときには、液化ガスタンク２６５に溜まった液体窒素は、タンク導出部２６６ｄ、ポンプ導出部２６６ｅ、および排出部２６６ｆから排出されることがなく、熱交換部２６６ａにおいて冷媒の冷却は行われないことになる。また、流量調整弁２６７が所定の開度にて開いた状態のときには、液化ガスタンク２６５に溜まった液体窒素は、熱交換部２６６ａにおいて気化した後タンク導出部２６６ｄ、ポンプ導出部２６６ｅ、および排出部２６６ｆから排出されることになり、熱交換部２６６ａにおいて窒素ガスの潜熱によって冷媒の冷却が行われることになる。
なお、本実施形態では、流量調整弁２６７は、液化ガス流路２６６のうち熱交換部２６６ａよりも下流側の部位に取り付けられているが、これに限らず、液化ガスタンク２６５と熱交換器Ａ３との間の部位に取り付けられていてもよい。
制御部２７は、例えば図略のＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる記憶装置と、ＣＰＵ、ＭＰＵ等からなる演算装置と、を備えており、ＲＯＭ等に記憶されたプログラムをＭＰＵ等が実行することにより、以下の各種制御を行う。なお、図１では、説明の便宜上、制御部２７を１つの矩形にて示すが、制御部２７の機能を実現する手段は任意であって、１つの構成要素によって制御部２７の全ての機能が実現されるものではない。
制御部２７は、流出側弁部材２３２ａ〜２３２ｃの開閉制御、供給路弁部材２５２ａ〜２５２ｃの開閉制御、ポンプ２６２の起動／停止制御、冷凍機２６３の起動／停止制御、および流量調整弁２６７の開度調整制御を行う。また、制御部２７は、温度センサＴ１が検知した温度情報を受信し、当該温度情報が所定の条件を満たすか否かを判定する。
ここで、図３を参照しながら、水素ステーション１０の運転方法について説明する。
図３に示すフロー図は、例えば、夜間に水素ステーション１０が停止されることにより冷媒流路２６１内の冷媒が外部入熱によって外気と同程度の温度に昇温された状態で、水素ステーション１０を再び起動させてディスペンサ１１から車両１３のタンクへ水素ガスを供給する際の運転方法である。このため、図３における開始時点においては、供給路弁部材２５２ａ〜２５２ｃおよび流量調整弁２６７が閉じられており、ポンプ２６２および冷凍機２６３が停止している。
水素ステーション１０における作業者は、例えば、水素ステーション１０が備える起動スイッチの入力を行うことにより、水素ステーション１０の起動を開始する。なお、本実施形態において、水素ステーション１０が起動している状態とは、ディスペンサ１１から車両１３のタンクへの水素ガスの供給が可能な状態を指す。
前記起動スイッチの入力が行われると、当該起動スイッチからガス供給装置２の制御部２７へ起動開始信号が送信される（ステップＳＴ１）。これにより、制御部２７は、ディスペンサ１１から車両１３のタンクへの水素ガスの供給が可能になるように、以下の手順で、ポンプ２６２および冷凍機２６３の起動制御と流量調整弁２６７の開度調整制御とを行う。
ステップＳＴ１にて起動開始信号を受信した制御部２７は、ポンプ２６２の起動制御を行うとともに、流量調整弁２６７を所定の開度にて開く制御を行う（ステップＳＴ２）。これにより、冷媒流路２６１内を冷媒が循環するとともに、液化ガスタンク２６５内の液体窒素が流量調整弁２６７の開度に応じた所定の流量にて液化ガス流路２６６の下流側へと流れることになる。このとき、熱交換器Ａ３内において、循環路２６１ａを流れる冷媒と熱交換部２６６ａを流れる液体窒素との間で熱交換が行われ、当該液体窒素が気化することにより窒素ガスが発生する。熱交換器Ａ３では、この窒素ガスの潜熱によって、循環路２６１ａを流れる冷媒が冷却されることになる。
なお、ステップＳＴ２にて流量調整弁２６７を開くことにより、熱交換部２６６ａからタンク導入部２６６ｂへと流入した窒素ガスは、その一部が冷媒タンク２６１ｂ内およびポンプ２６２のケーシング内に導入されるとともに、残りが排出部２６６ｆから排出される。これにより、流量調整弁２６７が開いている期間は、冷媒タンク２６１ｂ内およびポンプ２６２のケーシング内に窒素ガスが充満することになる。
ステップＳＴ２にて流量調整弁２６７を開き、熱交換部２６６ａを流れる窒素ガスの潜熱によって冷媒流路２６１を流れる冷媒の冷却を開始した後、制御部２７は、当該冷媒の温度が予め設定された所定温度以下であるか否かを判定する（ステップＳＴ３）。具体的には、例えば、制御部２７は、冷媒流路２６１に取り付けられた温度センサＴ１が検知した温度情報を受信し、当該温度情報に基づいて、冷媒の温度が予め設定された所定温度以下であるか否かを判定する。なお、この所定温度は、熱交換器Ａ１において、ディスペンサから吐出される前の水素ガスを十分に冷却することができる程度の温度に設定される。
冷媒の温度が予め設定された所定温度を超えていると判定した制御部２７は（ステップＳＴ３にてＮＯ）、新たな制御を行うことなく、冷媒の温度が所定温度以下になるまで熱交換部２６６ａにおける冷媒の冷却を継続する。
一方、冷媒の温度が予め設定された所定温度以下であると判定した制御部２７は（ステップＳＴ３にてＹＥＳ）、流量調整弁２６７を閉じる制御を行う（ステップＳＴ４）。これによって、液化ガスタンク２６５から液化ガス流路２６６の下流側への液体窒素の流出が停止し、熱交換部２６６ａにおける冷媒の冷却が終了することになる。
次に、制御部２７は、冷凍機２６３の起動制御を行う（ステップＳＴ５）。これにより、冷媒流路２６１の冷媒は、熱交換器Ａ１における水素ガスとの熱交換によって昇温されたとしても、熱交換器Ａ２において冷凍機２６３を流れる冷却流体により冷却され、所定温度を維持可能となる。そして、ステップＳＴ１〜ステップＳＴ５のステップを経て、ディスペンサ１１から車両１３のタンクへの水素ガスの供給が許容され、水素ステーション１０が起動された状態となる。
なお、本実施形態では、制御部２７は、ステップＳＴ４において流量調整弁２６７を閉じる制御を行った後に、ステップＳＴ５において冷凍機２６３を起動する制御を行ったが、これに限らない。制御部２７は、流量調整弁２６７の閉制御と冷凍機２６３の起動制御とを同時に行ってもよいし、冷凍機２６３の起動制御を行った後に流量調整弁２６７の閉じ制御を行ってもよい。すなわち、ステップＳＴ３にてＹＥＳの場合にステップＳＴ４が行われるならば、ステップＳＴ４とステップＳＴ５との順序は特に限定されない。
ステップＳＴ１〜ステップＳＴ５のステップを経て水素ステーションが起動されると、作業者は、ディスペンサ１１から車両１３のタンクへの水素ガスの供給を開始する（ステップＳＴ６）。具体的に、作業者から水素ガスの供給信号を受けた制御部２７は、供給路弁部材２５２ａ〜２５２ｃのいずれかを開く制御を行うことにより、蓄圧器２４１〜２４３のいずれかからディスペンサ１１へと水素ガスを供給する。これにより、ディスペンサ１１は、所定のプロトコルに基づいて水素ガスを吐出し、車両１３のタンクに水素ガスが充填される。
以上のように、本実施形態に係るガス供給装置２では、水素ステーション１０の起動に際して、制御部２７は、まず冷却装置２６４を起動するように流量調整弁２６７を開く制御を行う。これによって、冷却装置２６４は、冷媒流路２６１の冷媒と液化ガス流路２６６の液体窒素との熱交換によって発生した窒素ガスの潜熱により、冷媒の温度を素早く下げることができる。このため、ガス供給装置２では、ディスペンサ１１から吐出される前の水素ガスを十分に冷却することができる程度まで冷媒の温度を下げるのに要する時間が短く、水素ステーション１０の起動に要する時間を抑えることができる。しかも、ガス供給装置２は、冷却装置２６４に加えて冷凍機２６３を備えており、制御部２７は、冷却装置２６４を起動するように流量調整弁２６７を開く制御を行った後、冷媒流路２６１を流れる冷媒がディスペンサ１１から吐出される前の水素ガスを十分に冷却することができる程度の所定温度まで冷却された場合に、冷却装置２６４を停止しつつ冷凍機２６３を起動する。これにより、水素ステーション１０の起動後は、冷凍機２６３のみによって冷媒流路２６１を流れる冷媒が冷却されることになり、冷却装置２６４の冷媒タンク２６１ｂへの液体窒素の供給流量を抑えることができる。
さらに、本実施形態に係るガス供給装置２では、熱交換部２６６ａにおいて、冷媒と液体窒素との熱交換によって当該液体窒素から発生した窒素ガスは、タンク導入部２６６ｂを通じて冷媒タンク２６１ｂに流入することになる。このため、ガス供給装置２では、水素ステーション１０の起動の際に冷媒を冷却するための窒素ガスを用いて、冷媒タンク２６１ｂに貯留された冷媒が空気に触れる可能性を低減できる。これにより、冷媒の腐食を防止することができる。
さらに、本実施形態に係るガス供給装置２では、ポンプ導入部２６６ｃを通じて、熱交換部２６６ａにおける冷媒と液体窒素との熱交換によって発生した窒素ガスをポンプ２６２のケーシングに導入する。ここで、ポンプ２６２のケーシングは、当該ポンプ２６２の内部を通過する冷媒によって冷却されているため、当該ポンプ２６２のケーシング内に空気が入り込むと、結露が生じる虞がある。ガス供給装置２では、ポンプ２６２のケーシング内に窒素ガスを導入することによって、当該ケーシング内に空気が入り込む可能性を低減することができ、これにより当該ケーシングにおける結露の発生を防止することができる。
なお、本実施形態では、冷媒タンク２６１ｂ内およびポンプ２６２のケーシング内の双方に窒素ガスが導入されるように、液化ガス流路２６６がタンク導入部２６６ｂおよびポンプ導入部２６６ｃを有しているがこれに限らない。冷媒タンク２６１ｂ内およびポンプ２６２のケーシング内のいずれか一方にのみ窒素ガスが導入されるように、液化ガス流路２６６がタンク導入部２６６ｂおよびポンプ導入部２６６ｃのいずれか一方のみを有していてもよい。また、液化ガス流路２６６は、タンク導入部２６６ｂおよびポンプ導入部２６６ｃの双方を有していなくともよく、熱交換部２６６ａにおいて発生した窒素ガスの全てが排出部２６６ｆから排出されてもよい。
また、本実施形態では、制御部２７は、ステップＳＴ３にて冷媒の温度が予め設定された所定温度以下であるという条件を満たす場合に、ステップＳＴ４にて流量調整弁２６７を閉じる制御を行うが、ステップＳＴ３における判定条件は冷媒の温度に限定されない。制御部２７は、冷媒の温度が予め設定された所定温度以下であるという条件を満たすか否かを判定するのではなく、例えば、流量調整弁２６７を開く制御を行ってから予め設定された所定時間が経過したという条件を満たすか否かを判定してもよい。この場合、所定時間は、ステップＳＴ２にて流量調整弁２６７を開くことによって冷却装置２６４による冷媒の冷却を開始した後、当該冷媒がディスペンサから吐出される前の水素ガスを十分に冷却することができる程度の温度に至るまでに要する時間として予め設定される時間である。ステップＳＴ３における判定条件として流量調整弁２６７を開いたからの経過時間を用いる場合、冷媒流路２６１に温度センサＴ１を取り付ける必要がなく、部品点数の削減につながる。
また、本実施形態では、水素ステーション１０の起動開始信号を受けた制御部２７が、図３のフローにてガス供給装置２を起動するが、これに限らず、制御部２７がなす図３のフローを作業者の手によって行ってもよい。
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係るガス供給装置２について図４を参照しながら説明する。なお、本実施形態では、第１の実施形態と異なる部分についてのみ説明を行い、第１の実施形態と同じ構造、作用及び効果の説明は省略する。
第２の実施形態では、水素ステーション１０の構成は第１の実施形態と同様であるものの、当該水素ステーション１０の運転方法が第１の実施形態とは異なっている。
第２の実施形態では、図４に示すように、ステップＳＴ１にて送信された起動開始信号を受けた制御部２７は、流量調整弁２６７を開きつつ（ステップＳＴ２）、冷凍機２６３を起動する制御を行う（ステップＳＴ５）。これにより、冷媒流路２６１を流れる冷媒は、冷凍機２６３によって冷却されるとともに、冷却装置２６４の熱交換部２６６ａにおいて発生した窒素ガスの潜熱によっても冷却されることになる。
なお、第２の実施形態では、制御部２７は、ステップＳＴ２にて流量調整弁２６７を開く制御を行った後に、ステップＳＴ５にて冷凍機２６３を起動する制御を行うが、これに限らない。制御部２７は、流量調整弁２６７を開く制御と冷凍機２６３の起動制御とを同時に行ってもよいし、冷凍機の起動制御を行った後に流量調整弁２６７を開く制御を行ってもよい。
ステップＳＴ２およびステップＳＴ５を経て、冷媒流路２６１の冷媒の冷却を開始した後、制御部２７は、当該冷媒の温度が予め設定された所定温度以下であるか否かを判定する（ステップＳＴ３）。その結果、制御部２７は、冷媒の温度が所定温度を超えていると判定した場合に（ステップＳＴ３にてＮＯ）、新たな制御を行うことなく、再びステップＳＴ３に戻る。これにより、冷媒の温度が所定温度以下になるまで、冷凍機２６３による冷媒の冷却と、熱交換部２６６ａにおける冷媒の冷却と、の両方の冷却が継続される。一方、制御部２７は、冷媒の温度が所定温度以下であると判定した場合に（ステップＳＴ３にてＹＥＳ）、流量調整弁２６７を閉じる制御を行う（ステップＳＴ４）。これにより、冷却装置２６４の熱交換部２６６ａにおける冷媒の冷却は停止されるものの、冷凍機２６３による冷媒の冷却は継続される。そして、これらのステップを経て、ディスペンサ１１から車両１３のタンクへの水素ガスの供給が許容され、水素ステーション１０が起動された状態になった後に、ディスペンサ１１から車両１３のタンクへ水素ガスを供給開始する（ステップＳＴ６）。
第２の実施形態に係るガス供給装置２では、水素ステーション１０の起動に際して、制御部２７は、まず冷却装置２６４および冷凍機２６３を起動する制御を行う。これにより、冷媒流路２６１を流れる冷媒は、冷凍機２６３によって冷却されつつ、冷却装置２６４における窒素ガスの潜熱によってさらに冷却されることになる。このため、ディスペンサ１１から吐出される前の水素ガスを十分に冷却することができる程度まで冷媒の温度を下げるのに要する時間が短く、水素ステーション１０の起動に要する時間を抑えることができる。しかも、制御部２７は、冷却装置２６４および冷凍機２６３を起動する制御を行った後、ディスペンサ１１から吐出される前の水素ガスを十分に冷却することができる程度まで冷媒が冷却されたと判断される場合に、冷却装置２６４の停止するように流量調整弁２６７を閉じる制御を行う。これにより、水素ステーション１０の起動後は、冷凍機２６３のみによって冷媒流路２６１を流れる冷媒が冷却されることになり、冷却装置２６４への液体窒素の供給流量を抑えることができる。
なお、本実施形態では、水素ステーション１０の起動開始信号を受けた制御部２７が、図４のフローにてガス供給装置２を起動するが、これに限らず、制御部２７がなす図４のフローを作業者の手によって行ってもよい。
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態に係るガス供給装置２について図５および図６を参照しながら説明する。なお、本実施形態では、第１の実施形態と異なる部分についてのみ説明を行い、第１の実施形態と同じ構造、作用及び効果の説明は省略する。
第３の実施形態では、冷却装置２６４の構造が第１の実施形態とは異なっている。
第３の実施形態では、冷却装置２６４は、液化ガスタンク２６５と、液化ガス流路２６８と、流量調整弁２６７と、を備えており、液化ガス流路２６８は、液化ガスタンク２６５に貯留された液体窒素を冷媒タンク２６１ｂに導入することによって、当該冷媒タンク２６１ｂ内の冷媒を冷却する。
具体的に、液化ガス流路２６８は、図５および図６に示すように、導入側流路２６８ａと、タンク内流路２６８ｂと、導出側流路２６８ｃと、を有している。
導入側流路２６８ａは、一端が液化ガスタンク２６５に繋がっており、他端が冷媒タンク２６１ｂの導入口に繋がっている。流量調整弁２６７は、同導入側流路２６８ａに取り付けられている。
タンク内流路２６８ｂは、一端が導入側流路２６８ａに繋がっており、他端が冷媒タンク２６１ｂの導出口に繋がっている。これにより、タンク内流路２６８ｂは、冷媒タンク２６１ｂに貯留された冷媒に浸る位置において、例えばコイル形状をなすように配置される。
導出側流路２６８ｃは、一端がタンク内流路２６８ｂの他端に繋がっており、他端が冷媒タンク２６１ｂの外部に位置している。
第３の実施形態では、制御部２７が流量調整弁２６７を開く制御を行うと、液化ガスタンク２６５に貯留された液体窒素は、導入側流路２６８ａを通って冷媒タンク２６１ｂ内のタンク内流路２６８ｂに流れ込み、当該タンク内流路２６８ｂにおいて冷媒との熱交換により気化して窒素ガスとなる。これにより、窒素ガスの潜熱によって冷媒が冷却されることになる。そして、タンク内流路２６８ｂの窒素ガスは、導出側流路２６８ｃを通って冷媒タンク２６１ｂの外部へ排出される。この場合、第１の実施形態における熱交換器Ａ３は不要となる。
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態に係るガス供給装置２について図７を参照しながら説明する。なお、本実施形態では、第１の実施形態と異なる部分についてのみ説明を行い、第１の実施形態と同じ構造、作用及び効果の説明は省略する。
第１の実施形態は、液化ガスタンク２６５で貯留され、熱交換部２６６ａで気化される液化ガス（窒素ガス）を、冷媒タンク２６１ｂとポンプ２６２を介して冷媒流路２６１の外部に導出する構成を備えている。これに対し、第４の実施形態は、液化ガスタンク２６５で貯留され、熱交換部２６６ａで気化される液化ガスに液化水素ガスを採用し、熱交換部２６６ａで気化された液化水素ガス（水素ガス）を冷媒タンク２６１ｂとポンプ２６２を介して流入側流路２１１に導入する構成を備えている。すなわち、第４の実施形態は、タンク導出部２６６ｄとポンプ導出部２６６ｅが合流し、その合流した部位と流入側流路２１１の流入側弁部材２１２より上流の部位とを接続する戻り流路２６６ｆを備えている。また、戻り流路２６６ｆの中間部分には、その戻り流路２６６ｆを流れる水素ガスを圧送するためのブロア２６６ｇが設けられている。
また、第１の実施形態は排出部２６６ｆを備えているが、第４の実施形態はこれを備えていない。その一方、第４の実施形態には、液化ガスタンク２６５の上部から延び、その液化ガスタンク２６５の内部で、その外部からの自然入熱により気化した水素ガス（ボイルオフガス）を、戻り流路２６６ｆのブロア２６６ｇが設けられている部位より上流側の部位に導入するボイルオフガス流路２６８が設けられている。そして、そのボイルオフガス流路２６８には、そのボイルオフガス流路２６８を流れる水素ガス（ボイルオフガス）の一次側（上流側）の圧力を自律的に調整するための背圧弁２６９が設けられている。背圧弁２６９は、ボイルオフガス流路２６８を流れる水素ガス（ボイルオフガス）の一次側（上流側）の圧力が一定値に達するまでは閉じられ、その圧力が一定値を超えたら開けられるよう、構成されている。また、ボイルオフガス流路２６８のうち背圧弁２６９と液化ガスタンク２６５との間の部位と、タンク導入部２６６ｂのうち熱交換部２６６ａと流量調整弁２６７との間の部位と、を接続する分岐流路２７０が設けられている。
この第４の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、図３に示した水素ステーション１０の運転方法を採用することができる。ただし、第４の実施形態では、制御部２７は、流量調整弁２６７を開く場合には、それと同期して、ブロア２６６ｇを起動する。また、制御部２７は、流量調整弁２６７を完全に閉じる場合には、それと同期して、ブロア２６６ｇを停止する。
第４の実施形態は、上記したとおり、液化ガスタンク２６５で貯留され、熱交換部２６６ａで気化された液化水素ガス（水素ガス）を、冷媒タンク２６１ｂとポンプ２６２を介して流入側流路２１１に導入する構成を備える。従って、第４の実施形態では、ポンプ２６２のケーシング内に導入した水素ガスによる冷媒の腐食の防止、ポンプ２６２のケーシング内に導入した水素ガスによる結露の防止などの第１の実施形態と同等の効果に加え、水素ガスを流入側流路２１１に導入することで、水素ガスを外気に放出や漏洩させることなく、その水素ガスを圧縮機２２、ディスペンサ１１を介して車両１１に供給することができる。また、ボイルオフガス流路２６８、分岐流路２７０を通じて、液化ガスタンク２６５内でいわゆるボイルオフガスとして発生する水素ガスをも無駄なく活用できる。
（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態に係るガス供給装置２について図８を参照しながら説明する。なお、本実施形態では、第３の実施形態と異なる部分についてのみ説明を行い、第３の実施形態と同じ構造、作用及び効果の説明は省略する。
第５の実施形態は、液化ガスタンク２６５で貯留され、冷媒タンク２６１ｂ内のタンク内流路２６８ｂ（図８ではタンク内流路２６８ｂを図示しない。）において冷媒との熱交換により気化される液化ガスに液化水素ガスを採用している。また、第３の実施形態では、導出側流路２６８ｃは、一端がタンク内流路２６８ｂの他端に繋がっており、他端が冷媒タンク２６１ｂの外部に位置しているのに対し、第５の実施形態では、導出側流路２６８ｃは、一端がタンク内流路２６８ｂの他端に繋がっており、他端が流入側流路２１１の流入側弁部材２１２より下流の部位（圧縮機１１より上流の部位）に位置している。そして、第５の実施形態には、液化ガスタンク２６５の上部から延び、その液化ガスタンク２６５の内部で、その外部からの自然入熱により気化した水素ガス（ボイルオフガス）を、導出側流路２６８ｃの中間部分に導入するボイルオフガス流路２７１が設けられている。そして、そのボイルオフガス流路２７１には、そのボイルオフガス流路２７１を流れる水素ガス（ボイルオフガス）の一次側（上流側）の圧力を自律的に調整するための背圧弁２７２が設けられている。背圧弁２７２は、ボイルオフガス流路２７１を流れる水素ガス（ボイルオフガス）の一次側（上流側）の圧力が一定値に達するまでは閉じられ、その圧力が一定値を超えたら開けられるよう、構成されている。
第５の実施形態では、第１の実施形態と同等の効果に加え、水素ガスを流入側流路２１１に導入することで、水素ガスを外気に放出や漏洩させることなく、その水素ガスを圧縮機２２、ディスペンサ１１を介して車両１１に供給することができる。また、ボイルオフガス流路２７１を通じて、液化ガスタンク２６５内でいわゆるボイルオフガスとして発生する水素ガスをも無駄なく活用できる。
２ ガス供給装置
１０ 水素ステーション（ガスステーション）
１１ ディスペンサ
２７ 制御部
２４１〜２４３ 蓄圧器
２６１ 冷媒流路
２６１ｂ 冷媒タンク
２６３ 冷凍機
２６４ 冷却装置
２６６ 液化ガス流路
２６６ａ 熱交換部
２６６ｂ タンク導入部
２６６ｃ ポンプ導入部

Claims (6)

  1. ガスステーションのディスペンサへガスを供給するガス供給装置であって、
    前記ディスペンサへ供給するガスを貯留する蓄圧器と、
    前記ディスペンサから吐出される前のガスを冷却するための不凍性のブライン液である冷媒が流れる冷媒流路と、
    前記冷媒流路の前記冷媒を冷却可能な冷凍機と、
    液化窒素、液化酸素、液化アルゴン又は液化水素である液化ガスの潜熱によって前記冷媒流路の前記冷媒を冷却可能な冷却装置と、
    前記ガスステーションの起動に際して、前記冷却装置を起動する制御を行った後、前記ディスペンサから吐出されるガスが前記冷媒によって冷却されるように前記冷媒流路の冷媒が冷却されていることを判断するための条件として予め設定された条件を満たしたときに、前記冷却装置を停止しつつ前記冷凍機を起動する制御を行う制御部と、を備えるガス供給装置。
  2. ガスステーションのディスペンサへガスを供給するガス供給装置であって、
    前記ディスペンサへ供給するガスを貯留する蓄圧器と、
    前記ディスペンサから吐出される前のガスを冷却するための不凍性のブライン液である冷媒が流れる冷媒流路と、
    前記冷媒流路の前記冷媒を冷却可能な冷凍機と、
    液化窒素、液化酸素、液化アルゴン又は液化水素である液化ガスの潜熱によって前記冷媒流路の前記冷媒を冷却可能な冷却装置と、
    前記ガスステーションの起動に際して、前記冷却装置および前記冷凍機を起動する制御を行った後、前記ディスペンサから吐出されるガスが前記冷媒によって冷却されるように前記冷媒流路の冷媒が冷却されていることを判断するための条件として予め設定された条件を満たしたときに、前記冷却装置を停止する制御を行う制御部と、を備えるガス供給装置。
  3. 前記冷媒流路は、前記冷媒を貯留可能な冷媒タンクを有し、
    前記冷却装置は、前記液化ガスが流れる液化ガス流路を有し、
    前記液化ガス流路は、前記冷媒と前記液化ガスとの熱交換を行う熱交換部と、前記熱交換部において前記液化ガスが気化することにより発生したガスが前記冷媒タンクに流入するように前記熱交換部と前記冷媒タンクとを繋ぐタンク導入部と、を含む、請求項１または２に記載のガス供給装置。
  4. 前記冷媒流路に繋がるポンプをさらに備え、
    前記冷媒流路は、前記冷媒を貯留可能な冷媒タンクを有し、
    前記冷却装置は、前記液化ガスが流れる液化ガス流路を有し、
    前記液化ガス流路は、前記冷媒と前記液化ガスとの熱交換を行う熱交換部と、前記熱交換部において前記液化ガスが気化することにより発生したガスが前記ポンプのケーシング内に流入するように前記熱交換部と前記ポンプとを繋ぐポンプ導入部と、を含む、請求項１または２に記載のガス供給装置。
  5. ガスステーションのディスペンサへ供給するガスを貯留する蓄圧器と、前記ディスペンサから吐出される前のガスを冷却するための不凍性のブライン液である冷媒が流れる冷媒流路と、前記冷媒流路の前記冷媒を冷却可能な冷凍機と、液化窒素、液化酸素、液化アルゴン又は液化水素である液化ガスの潜熱によって前記冷媒流路の前記冷媒を冷却可能な冷却装置と、を備えるガス供給装置の運転開始方法であって、
    前記冷却装置を起動した後、前記ディスペンサから吐出されるガスが前記冷媒によって冷却されるように前記冷媒流路の冷媒が冷却されていることを判断するための条件である所定の条件を満たしたときに、前記冷却装置を停止しつつ前記冷凍機を起動する、ガス供給装置の運転開始方法。
  6. ガスステーションのディスペンサへ供給するガスを貯留する蓄圧器と、前記ディスペンサから吐出される前のガスを冷却するための不凍性のブライン液である冷媒が流れる冷媒流路と、前記冷媒流路の前記冷媒を冷却可能な冷凍機と、液化窒素、液化酸素、液化アルゴン又は液化水素である液化ガスの潜熱によって前記冷媒流路の前記冷媒を冷却可能な冷却装置と、を備えるガス供給装置の運転開始方法であって、
    前記冷却装置および前記冷凍機を起動した後、前記ディスペンサから吐出されるガスが前記冷媒によって冷却されるように前記冷媒流路の冷媒が冷却されていることを判断するための条件である所定の条件を満たしたときに、前記冷却装置を停止する、ガス供給装置の運転開始方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US10059215B1 (en) * 2017-03-08 2018-08-28 A3 Labs, Llc Energy source supply systems, energy source supply devices, and related methods
US10920933B2 (en) * 2018-08-01 2021-02-16 L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Device and process for refueling containers with pressurized gas
US10957919B2 (en) * 2018-10-03 2021-03-23 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. System and method for heat exchange between gaseous fuel tank and heat transfer medium
RU2711890C1 (ru) * 2019-04-03 2020-01-23 Акционерное общество "Трубодеталь" Способ заправки и разгрузки баллонов для хранения компримированного природного газа
PL240583B1 (pl) * 2019-09-20 2022-05-02 Gaztech Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia Spolka Komandytowa Sposób ładowania butli gazowych oraz instalacja do ładowania butli gazowych sprężonymi gazami
US11493175B2 (en) * 2019-12-31 2022-11-08 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Method for filling tanks of hydrogen-fueled vehicles
KR102264415B1 (ko) * 2020-11-25 2021-06-14 대흥산업가스 주식회사 우수한 안전성과 이동성을 보장하는 간이형 lng충전소
KR102485401B1 (ko) * 2020-11-26 2023-01-05 하이리움산업(주) 수소충전포트의 결로방지를 위한 수소충전소 시스템 및 그 제공방법
FR3120420B1 (fr) * 2021-03-05 2023-01-20 Lojelis Holding Procede de gestion de l’approvisionnement en hydrogene de vehicules
IT202100010448A1 (it) * 2021-04-26 2022-10-26 Cubogas S R L Sistema di erogazione di gas in pressione per il rifornimento di un serbatoio di destinazione
CN113217806B (zh) * 2021-06-02 2022-12-06 中国长江三峡集团有限公司 一种基于自然冷源的双级冷却加氢系统及控制方法
WO2022254049A1 (es) * 2021-06-02 2022-12-08 Gonzalez Miguel Manuel Procedimiento de llenado de depósitos de gas
FR3126744B1 (fr) 2021-09-06 2023-08-25 Air Liquide Dispositif et procédé de remplissage de réservoir de gaz sous pression
CN114312288B (zh) * 2021-12-28 2023-04-11 三一汽车制造有限公司 储气系统及其排气控制方法、装置、存储介质和燃气车辆
CN114893720B (zh) * 2022-05-27 2024-04-19 正星氢电科技郑州有限公司 加氢站加氢预冷系统及方法
CN114893718B (zh) * 2022-05-27 2024-04-19 正星氢电科技郑州有限公司 液氢、lng合建站系统
FR3140414A1 (fr) * 2022-09-29 2024-04-05 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Dispositif et procédé de remplissage de réservoir de gaz sous pression

Family Cites Families (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4531558A (en) * 1983-04-13 1985-07-30 Michigan Consolidated Gas Co. Gaseous fuel refueling apparatus
JPH10253188A (ja) * 1997-03-07 1998-09-25 Sanyo Electric Co Ltd 空気調和装置
US6293108B1 (en) * 2000-06-30 2001-09-25 Vortex Aircon Regenerative refrigeration system with mixed refrigerants
DE10107895B4 (de) * 2001-02-20 2007-07-05 Air Liquide Deutschland Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Befüllen von Druckbehältern mit tiefsiedenden permanenten Gasen oder Gasgemischen
JP3891834B2 (ja) * 2001-12-04 2007-03-14 大陽日酸株式会社 ガス供給方法及び装置
CA2472027A1 (en) * 2002-01-10 2003-07-24 Matthew A. Harper Hydrogen fueling station
JP2004116619A (ja) * 2002-09-25 2004-04-15 Nippon Sanso Corp 燃料充てん装置および方法
DE03807908T1 (de) * 2002-09-25 2006-06-22 Taiyo Nippon Sanso Corporation Vorrichtung und verfahren zum füllen eines kraftstofftanks mit einem druckgas wie wasserstoff durch steuerung von strom und temperatur
US6755225B1 (en) * 2003-01-24 2004-06-29 Quantum Fuel Systems Technologies Worldwide, Inc. Transportable hydrogen refueling station
JP4033402B2 (ja) * 2004-04-27 2008-01-16 本田技研工業株式会社 熱交換器
US20050284154A1 (en) * 2004-06-25 2005-12-29 Peter Andrew M System and method for storing hydrogen at cryogenic temperature
US7624770B2 (en) * 2004-09-23 2009-12-01 The Boc Group, Inc. Intelligent compressor strategy to support hydrogen fueling
JP4827191B2 (ja) * 2004-11-12 2011-11-30 株式会社前川製作所 Ｃｏ２を冷媒としたヒートポンプの運転方法
US7735528B2 (en) * 2006-04-13 2010-06-15 Kiyoshi Handa High pressure gas tank cooling by ejector pump circulation
JP2008094382A (ja) * 2006-09-15 2008-04-24 Denso Corp 車両用超臨界冷凍サイクル
US7987877B2 (en) * 2007-12-14 2011-08-02 Texaco Inc. Method for managing storage of gaseous hydrogen
JP5148319B2 (ja) * 2008-02-27 2013-02-20 三菱重工業株式会社 液化ガス再液化装置、これを備えた液化ガス貯蔵設備および液化ガス運搬船、並びに液化ガス再液化方法
FR2928716B1 (fr) * 2008-03-11 2012-12-28 Air Liquide Dispositif et procede de remplissage d'un gaz sous pression dans un reservoir
JP2010127600A (ja) * 2008-12-01 2010-06-10 Tokyo Electron Ltd 冷却装置及び冷却方法
JP5525188B2 (ja) * 2009-06-09 2014-06-18 本田技研工業株式会社 水素充填装置及び水素充填方法
DE102009039645A1 (de) * 2009-09-01 2011-03-10 Linde Aktiengesellschaft Befüllen von Speicherbehältern mit verdichteten Medien
JP2011074925A (ja) * 2009-09-29 2011-04-14 Taiyo Nippon Sanso Corp 水素ガスの充填方法及び充填装置
JP2011080495A (ja) * 2009-10-05 2011-04-21 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology 水素充填システムの水素用熱交換器
JP2011174528A (ja) * 2010-02-24 2011-09-08 Iwatani Internatl Corp 水素ガス充填設備での水素ガス充填方法
FR2960041B1 (fr) * 2010-05-11 2013-07-05 Air Liquide Dispositif et procede de remplissage d'un gaz sous pression dans un reservoir
JP5839546B2 (ja) * 2011-06-30 2016-01-06 株式会社神戸製鋼所 水素ステーション
US9494281B2 (en) * 2011-11-17 2016-11-15 Air Products And Chemicals, Inc. Compressor assemblies and methods to minimize venting of a process gas during startup operations
EP2888546A2 (en) * 2012-08-24 2015-07-01 OsComp Holdings Inc. Virtual gaseous fuel pipeline
JP2014104847A (ja) * 2012-11-27 2014-06-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 低温液化燃料の冷熱利用装置
CN103072448B (zh) * 2013-01-22 2014-12-31 苏州赛尔科凌空调有限公司 Lng车用空调制冷系统
FR3008166B1 (fr) * 2013-07-05 2015-06-26 Air Liquide Station et procede de remplissage de reservoirs de gaz
WO2015125585A1 (ja) * 2014-02-21 2015-08-27 株式会社神戸製鋼所 ガス供給システムおよび水素ステーション
JP6276060B2 (ja) 2014-02-21 2018-02-07 株式会社神戸製鋼所 ガス供給システムおよび水素ステーション
CN106030186B (zh) * 2014-02-21 2019-04-30 株式会社神户制钢所 气体供给系统以及加氢站
US20160034884A1 (en) * 2014-08-01 2016-02-04 Mastercard International Incorporated Method and system for chargeback of counterfeit goods
JP5732709B1 (ja) * 2014-09-04 2015-06-10 オリオン機械株式会社 水素ガス冷却装置
JP6688583B2 (ja) 2015-10-02 2020-04-28 株式会社神戸製鋼所 ガス供給装置及びガス供給方法
JP6643105B2 (ja) * 2016-01-22 2020-02-12 伸和コントロールズ株式会社 冷却水素供給ステーション及び水素冷却装置
JP6079925B1 (ja) 2016-03-30 2017-02-15 第一精工株式会社 樹脂封止装置及び樹脂封止装置の異常検知方法
JP6793259B2 (ja) * 2016-12-06 2020-12-02 日本エア・リキード合同会社 水素燃料補給システム

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